提高球团矿的质量

1、7提高球团矿的质量充分发挥球团矿的冶炼效果中冶长天公司（长沙冶金设计院） 叶匡吾摘要：本文根据我国目前球团矿生产中存在的质量问题，分析了原因，指出了改进的意见和办法。改进球团矿质量的目的是为了更好的促进高炉炼铁的技术进步及各项冶炼指标的改 进，以获得更好的冶炼效果。关键词：球团矿 质量 冶炼 效果为了改善高炉的炉料结构和实现精料，达到节焦、增铁，降低炼铁成本，提 高钢铁产品的市场竞争力，近年来我国兴建了不少的球团厂。不但有大、中型的 链篦机-回转窑工艺，而且还有许多的竖炉工艺生产线。从近年来的生产情况看， 在产量上有了很大的进步，但在质量方面都存在着不少的问题。虽然为咼炉炼铁 增加了球团矿的用

2、量创造了条件，为高炉炼铁技术经济指标的改善起到了明显的 功效。但仍存在着很大的差距和潜力，需要我们球团工作者和高炉工作者做出更 大的努力，不断尽快的提高球团矿的生产质量。为高炉炼铁的技术进步和技术经 济指标的改善做出新的贡献。1.存在的问题1）铁品位低。球团矿铁品位高相比于烧结矿和块矿是一大优越性。球团矿的使用和用量的 增加将十分有利于高炉综合入炉品位的提高。经典的数据是入炉铁品位提高1% 降低焦比2-2.5%,增加产量3%目前世界上高炉用球团矿的铁品位-般为65%生产球团矿所用的铁精矿都 经过细磨和精选。目前在我国生产球团矿采用高品位铁精矿，在客观上存在一定 的难度。但这不是技术上的问题，而

3、是一个观念问题。这几年来对铁精矿实行提 铁降硅，已有了较大的进步。另外球团矿的铁品位和配加膨润土的质量和数量有很大的关系。膨润土配加 量大，必然使成品球的铁品位明显下降。由于我国球团生产所用铁精矿的粒度较 粗，为满足造球的要求配加了高比例的膨润土。同时我国球团生产所用的膨润土 都是就地取材，其质量不高。一般膨润土的用量都在1.5%以上，有的高达4.5%。 国外先进的球团生产对膨润土的使用十分讲究，有不少球团厂经长途运输使用美 国怀俄明的优质膨润土，或者是使用价格昂贵的佩利特有机粘结剂。国外球团生 产膨润土的用量一般不超过1%有的低达0.5-0.7%。综上原因，目前我国球团矿的生产，铁品位仅为6

4、2-63%很少超过65%勺， 最低的只有58%在铁品位低的同时，往往SiO2含量高，有的高达8%使高炉渣 量大幅增加，把热能都用在了化渣上，对高炉冶炼是十分不利的。为此采用高品位铁精矿和优质的膨润土是提高球团矿质量的基本条件。2）强度低且均匀性差国际上在海运和长途运输的情况下，球团矿的抗压强度要2500N个球；在直 接用于高炉炼铁时，可低些2000N个球。但从现代大型高炉的实践出发，球团 矿的强度应按2500N个球为合格标准，有时甚至要求更高。另外为了更好的体 现球团矿优越的冶金性能，在此必须特别强调球团强度的均匀性。按规定个数所 测得的强度，不但其平均值要附合要求，而且要看其中所测的每个强度

5、中2500N/ 个球所占的百分率。链篦机-回转窑工艺生产的成品球团矿应在90%-95%竖炉球 团之所以质量较差，除了强度普遍偏低外，其中一个主要原因就是成品球团矿的 抗压强度很不均匀，高的很高，有的高达3000N以上；低的很低，只有1000N左 右。强度偏低和不均匀对高炉炼铁肯定会带来很大的不利。3）粒级范围大、粒径偏大目前我国球团矿的粒度一般控制在8-16mm但实际上其大、小粒级范围要大 的多。根据对造球和焙烧过程系统的试验和研究得出：最佳的球团粒径为 11-12mm为了充分发挥球形规则、粒度均匀对高炉料层结构带来的优越性，成 品球团矿的粒径范围要缩小，总体粒度也要缩小。在北美所见球团矿的生

6、产，总 体上体现了“小而匀”4) 含粉率高、筛分指数差由于我国目前大部分球团厂用于球团生产的铁精矿粒度较粗，一般0.074mm 粒级的仅有72%有的比此还粗。粗粒级多，对生球质量极为不利，而且粗颗粒 多沾附在表面。这些粗颗粒在运动中非常容易掉落。同时由于膨润土的质量问题， 在升温中可能产生的爆裂而产生粉粒，焙烧球团层内的含粉率升高，造成成品球 团矿含粉率高。含粉率高易在焙烧过程中产生结块、结圈现象。为了防止这一现 象的产生，往往在操作中采取降低焙烧温度来实现。这样势必使球团焙烧达不到 应有的最高焙烧温度，而导致成品球团矿强度的下降。同时还同粉末含量多的原 因而影响焙烧球在冷却机内的冷却和进一步

7、氧化。粉末是球团矿生产的“大敌”因而一定要严格控制焙烧球团层内的含粉率是 强化生产和提高成品球团矿质量的一大关键。这一含粉率应控制在1.5%之内。生球质量好、焙烧球质量高，不但生产稳定，产量高，而且成品球团的转鼓 指标和筛分指数都会有一个很大的改善。真正实现球团质量的“小” “匀” “净”5 ) FeO含量高、还原性差高炉炼铁为了更好利用炉内煤气，充分发展间接还原，要求入炉铁原料含FeO 量要低。相比于烧结矿，球团矿含FeC量低，这是一大优点。为此球团在焙烧过 程中必须得充分氧化，使球团矿FeC的含尽可能控制在1.0%以内。这样不但有利 于球团矿还原性的改善，还有利于固结强度的提高。为了充分发

8、挥球团矿的冶炼优势，为高炉炼铁带来更好的效益，对于目前球 团矿生产中的质量问题，必须采取有效的技术措施，不断改善球团矿的质量。2.改进的方法和思路1)保证铁精矿粉的质量，满足造球要求。成品球团矿的质量和所用铁精矿粉的质量有着极大的关系。特别是球团矿的 铁品位，在很大程度上决定于铁精矿的品位。对此，近年来随着“提铁降硅”在 选矿生产中的实施，铁精矿的品位有了很大的提高。国产铁精矿的品位都可达到 66.5%以上。铁精矿的粒度也有了很大的改善。但是为了保证球团矿的质量，体 现其优越性，生产必须采用铁品位高的铁精矿。另外，铁精矿的粒度和水分对造球的影响特别大。为了 “造好球”，铁精矿的 细度应达到20

9、00cm/g ;水分也要合适。对于铁精矿的细度和水分达不到要求的 球团生产厂，在工艺流程上必须设有可靠的磨矿和干燥设施。由于精矿的粒度对 造球质量起着至关重要的决定性作用，因而必须认真选择好磨矿工艺。润磨机工 艺对改善精矿的造球性能有较好的效果，但对改善粒度和精矿的比表面功效有 限。而且由于电耗高，事故较多影响作业，因而在较大规模的球团厂中很不适用。 高压辊磨机对改善精矿的比表面有较大的作用，但也是有限的，一般讲也仅在 400cm/g的水平。在有些原料来源较粗的情况下，为了确保精矿粒度的要求，有 必要采用成熟可靠的球磨工艺。另外为了保证造好球和料流的流畅，铁精矿的干 燥也是必不缺少的。2 )“

10、造好球”。生球质量的好坏决定着球团焙烧的质量和产量。因而“造好球”也是球团生 产最基本、最关键的技术要领。造球技术在国外球团界也称为是一项“艺术”。 除了水分的控制、造球机本身的性能好以外，造球工的技能、观察操作水平和所 造生球的质量有着极为密切的关系。高水平的造球操作工造出的生球“小”而“匀” 且“净”，球形好、产量高。3 ）筛好球、铺好料。只有“筛好球”才能真正做到“小、匀、净”。生球里夹带的不合料在焙烧 过程变成粉末，这种粉末是球团焙烧的大敌，必须筛除、筛尽。在此同时把 生球铺平、铺齐，这样就为焙烧过程的传热、传质和料流的运动创造了良好的条 件。既避免了结块的产生，又使料层具有良好的透气

11、性。对球团矿生产的产、质 量的提高有着至关重要的作用。为了 筛好球'要有一个筛分工艺和良好的筛分设备。筛分工艺最好要有预 筛分和检查筛分二道，这样生球中的含粉率会显著降低。同时在筛分过程生球的 落差要尽可能的缩小，防止生球强度的下降和二次破碎。筛分设备安装角度要合 适，间隙正确，筛辊要严防沾料。为了提高筛分效率，要保证足够的筛分面积。 为了铺好球'设置梭式（或摆头）布料机和宽皮带是必不可少的。但是真正要 做到铺料平整，必须采用由液压缸推动的布料机和可调速的宽皮带。4）优化热工制度和风流系统。球团焙烧的热工制度和风流系统是球团矿生产的核心技术。合格的生球进入 焙烧器以后，将严格按

12、照合理优化的升温制度进行干燥、预热、焙烧和冷却完成 球团的固结和再氧化，成为质量合格的成品球团矿。在干燥阶段要避免过湿层的 出现，使生球失去应有的强度而粉碎。同时也要防止升温过快产生球的爆裂，而 产生粉末。在整个焙烧过程，理论上要求对每一个球的温度、气流和时间应是相 等的，这样才能保证稳定的进行传热、传质、传动量。因而对竖炉而言应尽量设 法减少横断面上的温差和使生球在炉内的运动均衡下移。对带式机和链篦机而 言，炉罩内横断面上左右的气流压力和温度的相同，防止由于管道阻损不一样而 产生过大的偏差，而造成焙烧质量的差异和球团矿整体质量的下降。焙烧各阶段 的温度必须严格控制到位。特别是最终焙烧的温度的

13、实现和停留时间，直接影响 到成品球的强度。对链篦机-回转窑工艺，预热段最终的温度和入窑球的强度直 接相关。因而为了保证入窑球的强度，球团在预热段所要求的高温必须实现。入 窑球的强度好，在窑内焙烧运动就不再产生破碎和粉末。同时也可实现球团在窑 内均匀的翻滚，使球团矿的整体质量更上一层楼。在球团的冷却阶段，不但要有 足够的风量以保证冷却效果，同时要使球团得到最终的充分氧化。这样也将进一 步降低成品球团的FeO的含量。链篦机-回转窑和带式焙烧球团生产工艺都有一套完善、有效的热工制度和 风流系统。这也是球团生产的核心、关键技术。一个完美的热工制度和风流系统 为生产优质球团矿提供了必要的保证，而且能最大

14、程度的利用好热能，实现最低 的生产能耗，降低了球团矿生产的加工费用。热工和风流技术在世界上已经过了 三十多年的发展和优化，已日趋完善。目前我国已投产的球团厂，在原料基本稳 定的情况下，应根据具体条件对热工制度和风流系统进行测定，找出改进的方向 和措施，实现生产，管理和操作的最佳化。3 .效果1 ）针对目前球团矿生产中生产的存在着的质量问题，采取相关的技术措 施，必将使我国球团矿的质量达降到一个新的水平。进一步发挥球团矿优越的冶 金性能，为炼铁生产创造更好的技术经济指标。2 ）与此同时，球团生产的各项操作参数更为合理和优化，使能耗到最低， 有效的降低了生产加工费。在一般情况下，球团矿的生产需要热值较高的燃料， 但是由于球团生产工艺有